JP2013123680A

JP2013123680A - 冷却水の処理方法

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Publication number: JP2013123680A
Application number: JP2011273588A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Okita; 智之沖田
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-24
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: JP5796479B2

Abstract

【課題】循環使用する冷却水を結合塩素剤で処理する方法の処理コストを低減する。
【解決手段】工場１の入側の濃度検出器３１ａで検出された入側結合塩素剤濃度Ｃ₃が基準値未満の場合は、薬液タンク５，６から冷却水貯留槽２に塩素剤と塩素安定化剤の両方を供給する。入側結合塩素剤濃度Ｃ₃が基準値以上の場合は、入側結合塩素剤濃度Ｃ₃と、工場１の出側の濃度検出器４１ａで検出された出側結合塩素剤濃度Ｃ₄との差に応じて、薬液タンク５から冷却水貯留槽２に塩素剤のみを供給する。
【選択図】図１

Description

この発明は、循環使用する冷却水を結合塩素剤で処理する方法に関する。

従来より、工場等で使用する冷却水は、用水の使用量削減を目的として循環利用することが行われている。その場合、循環水が高濃縮化されて腐食したり、スケールやスライムが含まれた状態となることを防止するために、使用済冷却水を水処理剤で処理する必要がある。水処理剤の一つであるスライムコントロール剤としては、近年、次亜塩素酸ナトリウム等の塩素系薬品に代えて結合塩素剤を用いることが多くなっている。
結合塩素剤は、遊離塩素と塩素安定化剤（刺激抑制成分）が結合されたものである。結合塩素剤による冷却水のスライム処理は、結合塩素剤の塩素分がスライムと結合することで行われるため、スライム処理によって前記結合塩素剤の塩素分が消費されて塩素安定化剤が使用済冷却水中に残留する。

特許文献１には、結合塩素剤を用いた水系処理剤の濃度制御方法として、遊離塩素を水系に発生させて、該水系の結合塩素の量を制御する方法が記載されている。また、水系内の遊離塩素と水系内に残留している塩素安定化剤と結合させて結合塩素にすることが記載されている。また、遊離塩素を発生させるために、次亜塩素酸ナトリウムなどを水系へ供給することが記載されている。さらに、循環水系を長期運転させると塩素安定化剤が水系に多量に残留するため、この方法は循環水系に好適であると記載されている。
このように、特許文献１に記載された方法では、水系に結合塩素剤と塩素成分（遊離塩素発生成分）を供給しているが、塩素安定化剤は供給していない。結合塩素剤は高価である。

特開２００９−１９５８２３号公報

この発明の課題は、循環使用する冷却水を結合塩素剤で処理する方法の処理コストを低減することである。

上記課題を解決するために、この発明の冷却水の処理方法は、下記の構成(1) 〜(4) を有することを特徴とする。
(1) 循環使用する冷却水を結合塩素剤で処理する。
(2) 冷却水使用設備に供給する冷却水を貯留する冷却水貯留槽と、前記冷却水貯留槽と前記設備の冷却水導入口とを接続する給水管と、前記冷却水貯留槽と前記設備の冷却水排出口とを接続する戻し管と、水系で結合されて結合塩素剤となる塩素剤および塩素安定化剤を別々に前記冷却水貯留槽に供給する薬剤供給装置と、前記給水管内の冷却水に含まれている前記結合塩素剤の濃度を検出する入側濃度検出器と、前記戻し管内の使用済冷却水に含まれている前記結合塩素剤の濃度を検出する出側濃度検出器と、を用いる。
(3) 前記入側濃度検出器で検出された入側結合塩素剤濃度が基準値未満の場合は、前記薬剤供給装置から前記冷却水貯留槽に前記塩素剤と塩素安定化剤の両方を供給する。
(4) 前記入側濃度検出器で検出された入側結合塩素剤濃度が基準値以上の場合は、前記入側結合塩素剤濃度と前記出側濃度検出器で検出された出側結合塩素剤濃度との差に応じて、前記薬剤供給装置から前記冷却水貯留槽に前記塩素剤のみを供給する。

この発明の方法では、前記冷却水貯留槽に前記薬剤供給装置から塩素剤および塩素安定化剤が別々に供給される。また、前記冷却水貯留槽からの冷却水が、給水管から冷却水使用設備に供給され、前記冷却水使用設備からの使用済冷却水が、戻し管から冷却水貯留槽に導入される。また、冷却水使用設備の入側と出側で結合塩素剤の濃度が検出される。
そして、この方法では、前記入側濃度検出器で検出された入側結合塩素剤濃度が基準値以上となるまで、前記薬剤供給装置から前記冷却水貯留槽に前記塩素剤と塩素安定化剤の両方が供給される。これにより、前記冷却水貯留槽内で塩素剤および塩素安定化剤が結合されて結合塩素剤となり、この結合塩素剤が含まれた冷却水が前記冷却水貯留槽から前記設備の冷却水導入口に供給される。

また、前記入側濃度検出器で検出された入側結合塩素剤濃度が基準値以上になった場合は、前記入側結合塩素剤濃度と前記出側濃度検出器で検出された出側結合塩素剤濃度との差に応じて、前記薬剤供給装置から前記冷却水貯留槽に前記塩素剤のみが供給される。この塩素剤により、スライム処理によって消費された塩素分が前記冷却水貯留槽に補給される。そして、この塩素剤と、前記冷却水貯留槽に導入された使用済冷却水に含まれていた塩素安定化剤が結合されて、結合塩素剤となる。
したがって、この発明の方法によれば、高額な結合塩素剤を購入することなく、安価な塩素剤および塩素安定化剤を供給することで、結合塩素剤によるスライム処理を行うことができる。

この発明の方法によれば、循環使用する冷却水を結合塩素剤で処理する方法の処理コストを低減できる。

実施形態の方法が実施可能な水処理設備を示す概略構成図である。図１の水処理設備を構成する制御装置が実施する演算処理を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施形態について説明する。
この実施形態の方法は、工場で使用する冷却水を結合塩素剤で処理して循環使用する方法であって、図１に示す水処理設備を使用して実施することができる。
この水処理設備は、工場（冷却水使用設備）１に供給する冷却水を貯留する冷却水貯留槽２を有する。冷却水貯留槽２には、冷却塔２０で冷却された水が貯留される。冷却水貯留槽２はブロー用の排水管２１を有する。排水管２１はバルブ２２を有する。バルブ２２は電動開閉装置２３で開閉される。バルブ２２は通常は閉じてあるが、濃縮防止のために定期的に所定時間、開状態とする。

冷却水貯留槽２と工場１の冷却水導入口が給水管３で接続されている。冷却水貯留槽２と工場１の冷却水排出口が戻し管４で接続されている。給水管３はポンプ３０を有する。給水管３および戻し管４は濃度検出器３１ａ，４１ａを経由する迂回管３１，４１を有する。濃度検出器３１ａ，４１ａは、迂回管３１，４１内の冷却水に含まれている有機系クロラミン（結合塩素剤）の濃度Ｃ₃，Ｃ₄を検出する。

この水処理設備は、また、薬液タンク５，６と、配管５１，６１と、ポンプ５２，６２と、バルブ５３，６３と、電動開閉装置５４，６４からなる薬剤供給装置を有する。薬液タンク５には次亜塩素酸ナトリウム（塩素剤）の水溶液が入っている。薬液タンク６にはベンゼンスルホンアミド誘導体（塩素安定化剤）を含有する液体が入っている。
薬液タンク５，６と冷却水貯留槽２は、それぞれ配管５１，６１で接続されている。配管５１，６１は、それぞれポンプ５２，６２とバルブ５３，６３を有する。バルブ５３，６３は、それぞれ電動開閉装置５４，６４で開閉される。

この水処理設備は、さらに、制御装置７を有する。制御装置７は、濃度検出器３１ａ，４１ａからの濃度検出信号Ｓ₃，Ｓ₄を入力して、図２に示すフローチャートに従う演算処理を所定間隔で常時行って、電動開閉装置５４，６４に開閉信号Ｓ₅，Ｓ₆を出力する。なお、バルブ２２の電動開閉装置２３の制御は、制御装置７とは別の制御装置で行っている。

図２のフローチャートについて説明する。
先ず、ステップＳ１では、濃度検出信号Ｓ₃が示す有機系クロラミンの濃度（入側結合塩素剤濃度）Ｃ₃と、濃度検出信号Ｓ₄が示す有機系クロラミンの濃度（出側結合塩素剤濃度）Ｃ₄を読み込んでステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、入側濃度Ｃ₃が基準値Ｃ_S以上であるか否かを判断して、基準値以上であればステップＳ３に、基準値未満であればステップＳ４に移行する。

ステップＳ３では、入側濃度Ｃ₃と出側濃度Ｃ₄との差（ΔＣ＝Ｃ₃−Ｃ₄）を算出してステップＳ５に移行する。ステップＳ５では、開閉信号Ｓ₅をΔＣに応じた開度に開く信号に設定し、開閉信号Ｓ₆を閉じる信号に設定して、ステップＳ６に移行する。
ステップＳ４では、開閉信号Ｓ₅，Ｓ₆をともに所定開度で開く信号に設定して、ステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では、ステップＳ５またはステップＳ４で設定された開閉信号Ｓ₅，Ｓ₆を電動開閉装置５４，６４に出力して、この演算処理を終了する。

図１の処理設備は以下のように作動する。
この設備の使用開始当初は、給水管３内の有機系クロラミンの濃度Ｃ₃が基準値Ｃ_S未満であるため、図２の演算処理でステップＳ２からステップＳ４に移行して、ステップＳ４で開閉信号Ｓ₅，Ｓ₆がともに所定開度で開く信号に設定されて、ステップＳ６で電動開閉装置５４，６４に出力される。これに伴って、電動開閉装置５４，６４が作動してバルブ５３，６３が所定開度で開状態となり、薬液タンク５，６から冷却水貯留槽２に配管５１，６１を介して、次亜塩素酸ナトリウムの水溶液とベンゼンスルホンアミド誘導体を含有する液体が供給される。
これにより、冷却水貯留槽２内で次亜塩素酸とベンゼンスルホンアミド誘導体が結合されて有機系クロラミンとなる。この有機系クロラミンが含まれた冷却水が、冷却水貯留槽２から工場１の冷却水導入口に供給される。

次に、給水管３内の有機系クロラミンの濃度Ｃ₃が基準値Ｃ_S以上となると、図２の演算処理でステップＳ２からステップＳ３に移行して、入側濃度Ｃ₃と出側濃度Ｃ₄との差（ΔＣ＝Ｃ₃−Ｃ₄）が算出される。次に、ステップＳ５で、開閉信号Ｓ₅がΔＣに応じた開度に開く信号に設定され、開閉信号Ｓ₆が閉じる信号に設定されて、これらの信号Ｓ₅，Ｓ₆がステップＳ６で電動開閉装置５４，６４に出力される。

これに伴って、電動開閉装置５４，６４が作動して、バルブ５３がΔＣに応じた開度で開状態となり、バルブ６３が閉じた状態となる。その結果、薬液タンク５から冷却水貯留槽２に配管５１を介して、次亜塩素酸ナトリウムの水溶液が供給されるが、薬液タンク６からの供給は停止される。これにより、スライム処理によって消費された塩素分が冷却水貯留槽２に補給される。そして、この次亜塩素酸ナトリウムと、戻し管４の使用済冷却水に含まれていたベンゼンスルホンアミド誘導体が冷却水貯留槽２内で反応して、有機系クロラミンとなる。

したがって、この実施形態の方法によれば、高額な有機系クロラミン（結合塩素剤）を購入することなく、安価な次亜塩素酸ナトリウム（塩素剤）およびベンゼンスルホンアミド誘導体（塩素安定化剤）を冷却水貯留槽２内に供給することにより、工場１の冷却水に対する有機系クロラミン（結合塩素剤）によるスライム処理を行うことができるため、処理コストを低減できる。

上記実施形態の方法では、塩素剤として次亜塩素酸ナトリウムを使用し、塩素安定化剤として、次亜塩素酸ナトリウムと水系で結合されて有機系クロラミン（例えば、クロラミンＴ、クロラミンＢ）となるベンゼンスルホンアミド誘導体を使用しているが、この発明の方法で使用可能な塩素剤および塩素安定化剤の組み合わせは、水系で結合されて結合塩素剤となる塩素剤および塩素安定化剤の組み合わせであれば、他の組み合わせであってもよい。

１工場（冷却水使用設備）
２冷却水貯留槽
２０冷却塔
２１ブロー用の排水管
２２バルブ
２３電動開閉装置
３給水管
３０ポンプ
３１迂回管
３１ａ濃度検出器（入側濃度検出器）
４戻し管
４１迂回管
４１ａ濃度検出器（出側濃度検出器）
５薬液タンク
５１配管
５２ポンプ
５３バルブ
５４電動開閉装置
６薬液タンク
６１配管
６２ポンプ
６３バルブ
６４電動開閉装置
７制御装置

Claims

循環使用する冷却水を結合塩素剤で処理する冷却水の処理方法であって、
冷却水使用設備に供給する冷却水を貯留する冷却水貯留槽と、
前記冷却水貯留槽と前記設備の冷却水導入口とを接続する給水管と、
前記冷却水貯留槽と前記設備の冷却水排出口とを接続する戻し管と、
水系で結合されて結合塩素剤となる塩素剤および塩素安定化剤を別々に前記冷却水貯留槽に供給する薬剤供給装置と、
前記給水管内の冷却水に含まれている前記結合塩素剤の濃度を検出する入側濃度検出器と、
前記戻し管内の使用済冷却水に含まれている前記結合塩素剤の濃度を検出する出側濃度検出器と、
を用い、
前記入側濃度検出器で検出された入側結合塩素剤濃度が基準値未満の場合は、前記薬剤供給装置から前記冷却水貯留槽に前記塩素剤と塩素安定化剤の両方を供給し、
前記入側濃度検出器で検出された入側結合塩素剤濃度が基準値以上の場合は、前記入側結合塩素剤濃度と前記出側濃度検出器で検出された出側結合塩素剤濃度との差に応じて、前記薬剤供給装置から前記冷却水貯留槽に前記塩素剤のみを供給することを特徴とする冷却水の処理方法。